Nobel de Física 2025 a los descubridores del efecto túnel macroscópico que abre la puerta a la computación cuántica

El Premio Nobel de Física 2025 es para el británico John Clarke, el francés Michel H. Devoret y el estadounidense John M. Martinis “por el descubrimiento del efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico”, informó este martes la Real Academia de las Ciencias Sueca.

Con este galardón se reconocen los experimentos que demostraron cómo se puede observar el efecto túnel cuántico a escala macroscópica con muchas partículas, precisó la Real Academia en su fallo.

Una cuestión importante en física es el tamaño máximo de un sistema que puede demostrar efectos mecánicos cuánticos.

Los tres científicos galardonados realizaron experimentos con un circuito eléctrico en el que demostraron tanto el efecto túnel cuántico como los niveles de energía cuantificados en un sistema lo suficientemente grande como para caber en la mano.

“Cuando lanzas una pelota contra una pared, puedes estar seguro de que rebotará hacia ti y te sorprendería mucho si la pelota apareciera, de repente, al otro lado de la pared”, indicó la Real Academia para ilustrar el descubrimiento.

En mecánica cuántica, este tipo de fenómeno se denomina “efecto túnel” y es precisamente el tipo de fenómeno que le ha dado fama de extraño y poco intuitivo.

El sistema eléctrico superconductor utilizado por estos tres científicos podía pasar de un estado a otro, como si atravesara una pared.

También demostraron que el sistema absorbía y emitía energía en dosis de tamaños específicos, tal y como predice la mecánica cuántica.

Clarke, Devoret y Martinis utilizaron para su experimento un circuito eléctrico superconductor y el chip que lo contenía tenía un tamaño aproximado de un centímetro.

Anteriormente, el efecto túnel y la cuantización de la energía habían sido estudiados en sistemas que solo tenían unas pocas partículas.

En este caso, estos fenómenos aparecieron en un sistema mecánico cuántico con miles de millones de pares de Cooper (electrones enlazados) que llenaban todo el superconductor del chip.

De este manera, el experimento llevó los efectos mecánicos cuánticos de una escala microscópica a una macroscópica.

Los transistores de los microchips de los ordenadores son un ejemplo de la tecnología cuántica consolidada que nos rodea.

El Premio Nobel de Física 2025 ha brindado oportunidades para desarrollar la próxima generación de tecnología cuántica, incluyendo la criptografía cuántica, los ordenadores cuánticos y los sensores cuánticos. 

John Clarke, el físico británico que abrió camino en la detección cuántica desde Berkeley

El británico John Clarke (Cambridge, 1942), flamante ganador del Premio Nobel de Física 2025 junto al francés Michel H. Devoret y al estadounidense John M. Martinis, abrió camino desde la Universidad de Berkeley (EE.UU) a la detección cuántica gracias al avance en los dispositivos de interferencia cuántica superconductora.

Los tres científicos galardonados realizaron experimentos con un circuito eléctrico en el que demostraron tanto el efecto ‘túnel cuántico’ como los niveles de energía cuantificados en un sistema lo suficientemente grande como para caber en la mano.

Formado en la prestigiosa universidad inglesa de Cambridge, donde obtuvo su doctorado en física en 1968, se trasladó poco después a la universidad californiana de Berkeley, institución a la que ha estado ligado durante más de cinco décadas.

Su trabajo ha permitido llevar la física cuántica del laboratorio a la práctica, con aplicaciones que van desde la neuroimagen, la disciplina que utiliza técnicas para obtener imágenes del cerebro y el sistema nervioso, hasta la detección de señales cósmicas.

Clarke contribuyó desde Berkeley a transformar la física experimental con innovaciones aplicadas en campos tan diversos como la resonancia magnética de ultra bajo campo, la computación cuántica y la búsqueda de materia oscura, la que se cree que es un 26 % del universo, pero no se ha logrado observar ni detectar, más allá de sus efectos gravitacionales en la materia ordinaria

El nombre de Clarke está estrechamente vinculado al avance de los dispositivos de interferencia cuántica superconductora -conocidos como SQUIDs-, unas herramientas esenciales a la hora de detectar campos magnéticos que cuentan con una sensibilidad sin precedentes.

También está considerado como uno de los pioneros en el estudio del ruido y las propiedades no lineales de los materiales superconductores y ha sido mentor de varias generaciones de investigadores. Ha asesorado a más de un centenar de estudiantes de doctorado y posdoctorado, con quienes ha publicado más de 500 artículos.

Entre sus numerosos reconocimientos figuran el Premio Comstock de Física de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos en 1999, y la Medalla Hughes en 2004 de la Royal Society del Reino Unido, de la que es miembro desde 1986.

También fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias estadounidense en 2012, y desde 2017 forma parte de la Sociedad de Filosofía de Estados Unidos.

En la actualidad, Clarke ostenta el título de profesor emérito de física en la universidad de Berkeley y, aunque se jubiló en 2010, su vida ha continuado ligada a la actividad investigadora.

EFE

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